Водоотведение и очистка сточных вод города Московской области
d = 150 – 300 мм - = 0,6
d = 350 – 400 мм - = 0,7
d = 500 – 900 мм - = 0,75
d > 900 мм - = 0,8
наполнение в трубах должно быть не менее 0,5
минимальные скорости течения принимаются:
d = 150 – 200 мм – v = 0,7 м/с
d = 300 – 400 мм – v = 0,8 м/с
d = 450 – 500 мм – v = 0,9 м/с
d = 600 – 800 мм – v = 1,0 м/с
d = 900 – 1200мм – v = 1,15 м/с
максимальная скорость движения сточной жидкости составляет в металлических трубах 8 м/с, в неиеталлических – 4 м/с;
соединения труб одного диаметра производится по уровням воды, а труб разного диаметра – по шелыгам.
На начальных участках сети с диаметрами 150 и 200 мм, в следствие малых расходов наполнение и скорость получаются меньше допустимых. Такие участки считаются безрасчетными (при расходе до 6,5 л/с).
При гидравлическом расчете стремятся, чтобы скорости течения воды по длине коллектора постепенно возрастали.
Гидравлический расчет главного коллектора сведен в таблицу 9. По данным таблицы 5 строится профиль главного коллектора.
Таблица 9. Гидравлический расчет главного коллектора
| №№ участков | Длина участка L,м | Диаметр Ду, мм | Уклон трубопровода Iтр | Расход Q, л/с | Скорость V,м/с | Наполнение, м | Потери напора h, м | Отметки |
Глубина заложения трубы, м |
Уклон земли Iз |
|||||||||
| земли | уровня воды | шелыги | лотка | ||||||||||||||||
| h/d | h | Н | К | Н | К | Н | К | Н | К | Н | К | ||||||||
| 1-2 | 100 | 200 | 0,007 | 0,43 | 0,7 | 62,6 | 62,3 | 60,9 | 60,2 | 60,7 | 60 | 1,9 | 2,3 | 0,003 | |||||
| 2-3 | 170 | 200 | 0,007 | 2,85 | 1,19 | 62,3 | 61,7 | 60,2 | 59,01 | 60 | 58,81 | 2,3 | 2,89 | 0,003529 | |||||
| 3-4 | 185 | 200 | 0,007 | 5,21 | 1,295 | 61,7 | 61,2 | 59,01 | 57,72 | 58,82 | 57,52 | 2,88 | 3,68 | 0,002703 | |||||
| 4-5 | 275 | 200 | 0,005 | 8,40 | 0,69 | 0,5 | 0,1 | 1,375 | 61,2 | 59,7 | 57,62 | 55,97 | 57,72 | 56,07 | 57,52 | 55,87 | 3,68 | 3,83 | 0,005455 |
| 5-6 | 165 | 200 | 0,005 | 11,45 | 0,7 | 0,51 | 0,102 | 0,825 | 59,7 | 58,7 | 55,97 | 55,14 | 56,07 | 55,24 | 55,87 | 55,04 | 3,83 | 3,66 | 0,006061 |
| 6-7 | 220 | 200 | 0,005 | 13,74 | 0,73 | 0,68 | 0,116 | 1,1 | 58,7 | 57,5 | 55,14 | 54,04 | 52,22 | 54,12 | 55,02 | 53,92 | 3,68 | 3,58 | 0,005455 |
| 7-8 | 185 | 200 | 0,006 | 15,66 | 0,8 | 0,59 | 0,118 | 1,11 | 57,5 | 56,2 | 54,04 | 52,93 | 54,12 | 53,01 | 53,92 | 52,81 | 3,58 | 3,39 | 0,007027 |
| 8-9 | 140 | 200 | 0,006 | 16,04 | 0,81 | 0,6 | 0,12 | 0,84 | 56,2 | 55,5 | 52,93 | 52,09 | 53,01 | 52,17 | 52,81 | 51,97 | 3,39 | 3,53 | 0,005 |
| 9-10 | 140 | 200 | 0,007 | 17,18 | 0,89 | 0,6 | 0,12 | 0,98 | 55,5 | 55,2 | 52,09 | 51,11 | 52,17 | 51,19 | 51,97 | 50,99 | 3,53 | 4,21 | 0,002143 |
| 10-11 | 140 | 300 | 0,0045 | 34,25 | 0,89 | 0,54 | 0,162 | 0,63 | 55,2 | 55 | 51,05 | 50,42 | 51,19 | 50,56 | 50,89 | 50,26 | 4,31 | 4,74 | 0,001429 |
| 11-12 | 140 | 400 | 0,003 | 77,71 | 0,93 | 0,63 | 0,252 | 0,42 | 55 | 54,6 | 50,41 | 49,99 | 50,56 | 50,14 | 50,16 | 49,74 | 4,84 | 4,86 | 0,002857 |
| 12-13 | 140 | 400 | 0,003 | 81,58 | 0,94 | 0,65 | 0,26 | 0,42 | 54,6 | 54,2 | 49,99 | 49,57 | 50,13 | 49,71 | 49,73 | 49,31 | 4,87 | 4,89 | 0,002857 |
| 13-14 | 280 | 500 | 0,0035 | 118,00 | 1,09 | 0,54 | 0,27 | 0,98 | 54,2 | 54,1 | 49,48 | 48,5 | 49,71 | 48,73 | 49,21 | 47,23 | 4,99 | 6,87 | 0,000357 |
| 14-15 | 165 | 500 | 0,003 | 145,98 | 1,09 | 0,65 | 0,325 | 0,495 | 54,1 | 53 | 48,5 | 48,01 | 48,68 | 48,18 | 48,18 | 47,68 | 5,92 | 5,32 | 0,006667 |
| 15-16 | 80 | 500 | 0,003 | 164,93 | 1,11 | 0,71 | 0,355 | 0,24 | 53 | 51,9 | 48,01 | 47,77 | 48,16 | 47,92 | 47,66 | 47,42 | 5,34 | 4,48 | 0,01375 |
| 16-17 | 100 | 500 | 0,003 | 168,31 | 1,11 | 0,72 | 0,36 | 0,3 | 51,9 | 51,1 | 47,77 | 47,47 | 47,91 | 47,61 | 47,41 | 47,11 | 4,49 | 3,99 | 0,008 |
| 17-18 | 100 | 600 | 0,0025 | 210,75 | 1,11 | 0,69 | 0,414 | 0,25 | 51,1 | 51,5 | 47,42 | 47,17 | 47,61 | 47,36 | 47,01 | 46,76 | 4,09 | 4,74 | -0,004 |
| 18-19 | 100 | 600 | 0,0025 | 214,61 | 1,12 | 0,64 | 0,384 | 0,25 | 51,5 | 52,1 | 47,17 | 46,92 | 47,39 | 47,14 | 46,79 | 46,54 | 4,71 | 5,56 | -0,006 |
| 19-20 | 100 | 600 | 0,0025 | 231,15 | 1,13 | 0,68 | 0,408 | 0,25 | 52,1 | 52,4 | 46,92 | 46,67 | 47,11 | 46,86 | 46,51 | 46,26 | 5,59 | 6,14 | -0,003 |
| 20-21 | 60 | 700 | 0,0025 | 268,61 | 1,18 | 0,56 | 0,392 | 0,15 | 52,4 | 52,5 | 46,55 | 46,4 | 46,86 | 46,71 | 46,16 | 46,01 | 6,24 | 6,49 | -0,001667 |
| 21-22 | 115 | 700 | 0,0025 | 271,84 | 1,19 | 0,57 | 0,399 | 0,288 | 52,5 | 52,8 | 46,4 | 46,11 | 46,7 | 46,42 | 46 | 45,72 | 6,5 | 7,08 | -0,002609 |
| РНС | |||||||||||||||||||
| 22-23 | 95 | 700 | 0,0025 | 274,09 | 1,19 | 0,58 | 0,406 | 0,238 | 52,8 | 51 | 51,81 | 51,57 | 52,27 | 51,86 | 51,4 | 51,16 | 1,4 | -0,16 | 0,018947 |
| 23-24 | 90 | 700 | 0,0025 | 276,25 | 1,19 | 0,58 | 0,406 | 0,225 | 51 | 53,3 | 51,57 | 51,35 | 51,86 | 51,64 | 51,16 | 50,94 | 0,29 | 2,36 | -0,025556 |
| 24-25 | 125 | 700 | 0,0025 | 315,23 | 1,22 | 0,63 | 0,441 | 0,313 | 53,3 | 53,4 | 51,35 | 51,04 | 51,61 | 51,3 | 50,91 | 50,6 | 2,39 | 2,8 | -0,0008 |
| 25-26 | 360 | 700 | 0,0025 | 315,99 | 1,23 | 0,63 | 0,441 | 0,9 | 53,4 | 54,2 | 51,94 | 50,14 | 51,3 | 50,4 | 50,6 | 49,67 | 2,8 | 4,5 | -0,002222 |
| 26-ГКНС | 675 | 700 | 0,0025 | 369,08 | 1,27 | 0,71 | 0,497 | 1,69 | 54,2 | 53,5 | 50,14 | 48,45 | 50,34 | 48,65 | 49,64 | 47,95 | 4,56 | 5,55 | 0,001037 |
5. Расчет главной канализационной насосной станции.
Канализационные насосные станции предназначены для перекачки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод города, имеющих нейтральную и слабощелочную реакцию, по напорным трубопроводам на очистные сооружения. Станция запроектирована с автоматическим управлением работой насосных агрегатов и вспомогательных механизмов.
Принимаем конструкцию канализационной насосной станции камерного типа. Насосная станция имеет подземную часть круглой в плане формы и прямоугольную надземную часть.
Подземная часть разделена на два отсека глухой водонепроницаемой перегородкой: в одном отсеке расположен приемный резервуар и грабельное помещение, в другом – машинный зал.
В машинном зале расположены основные фекальные насосы с электродвигателями для уплотнения сальников и необходимая арматура; в грабельном -решетки механизированные и с ручной очисткой.
В надземной части расположены щиты управления двигателями, приборы автоматики, вентиляционно-отопительное оборудование, служебное помещение, санузел, душевая, монтажные площадки и грузоподъемные устройства.
5.1. Расчет производительности насосов.
В качестве расчетной производительности насосов принимаем максимальный часовой приток сточных вод в сутки. Число работающих насосов принимаем равным 2. Тогда производительность каждого насоса будет равна:
Qн=
=
=641,54м3/ч
5.2. Определение рабочего напора насоса.
Полный рабочий напор определяется для режима часа наибольшего притока воды, то есть когда насосная станция должна подавать рабочий напор насоса:
Hн=Hр+hв+hн+hизл,
где Hр –геометрическая высота подъема, м;
hв - потери напора на всасывающей линии, hв =0,5м;
hн - потери напора в нагнетательной линии, м;
hизл – запас на излив, hизл=1 м;
Геометрическая высота подъема определяется по формуле:
Hр = Zос – ( Zлот -1)+3,
где Zос –отметка очистных сооружений, Zос=57 м
Zлот -отметка лотка трубы, Zлот=48,52 м
Hр = 57 – (48,52-1)+3=12,48
Потери напора в нагнетательной линии определяются по формуле:
hн =1,1 hдл + hнк
где hнк – потери напора в напорных коммуникациях, hнк = 2м;
hдл - потери напора по длине нагнетательного трубопровода,
hн = ,
где L - длина напорного трубопровода от насосной станции очистных
сооружений, L=50м, так как насосная станция находится на
территории очистных сооружений.
Нагнетательную линию проектируем в 2 нитки. На каждую нитку приходится расход:
Qн =641,5 м3/ч = 178,2 л/ сек.
Для напорного трубопровода принимаем чугунные трубы, рекомендованная скорость потока в трубе – 1-1,5 м/сек.
По таблице Шевелева принимаем:
d = 400 мм, V= 1,33 м/с, 1000 i = 5,97
Тогда
hдл
=
=0,3м
hн =1,1*1,3+2=2,33 м
Hн=12,48+0,5+2,33+1 =16,31 м
5.3. Определение числа и марки насосов. Их размещение.
По каталогу канализационных насосов подбираем насос по напору Hн= 16,31 м и Qн= 641,5 м3/ч типа СД 800/32б с электродвигателем 4А315М6. Кроме двух рабочих насосов предусматриваем два резервных насоса. Всего в здании насосной станции размещается четыре насоса.
Размер подземной части станции принимаем 10,5 м, а наземной части –12х12 м.
Насос и электродвигатель монтируются на общей плите, входящей в объем поставки завода-изготовителя. Насосы установлены плод заливом.
Работа насосов автоматизирована в зависимости от уровней воды в приемном резервуаре.
На напорных трубопроводах предусмотрены обратные клапаны. Задвижки на всасывающихся и напорных трубопроводах приняты с ручным управлением. Автоматическое включение агрегатов осуществляется при открытых задвижках на всех трубопроводах. Закрываются задвижки только на время проведения ремонтных работ.
При не включении или аварийной остановке любого рабочего насоса, а также при аварийном уровне сточной жидкости в приемном резервуаре включается резервный насос.
Диаметры всасывающихся и напорных трубопроводах приняты в зависимости от производительности насосов и допустимых скоростей движения сточных вод: во всасывающих трубопроводах от 0,7 до 1,5 м/с, в напорных трубопроводах от 0,1 до 2,5 м/с (согласно СниП 2-Г-6 п.4,35)
На насосной станции предусмотрено два напорных трубопровода.
Для взмучивания осадка в приемном резервуаре и опорожнения напорного трубопровода предусмотрены ответвления от него трубами, диаметром 50мм. Включение в работу трубопровода взмучивания производится задвижкой с ручным управлением.
Разбавление отбросов в дробилке и смыв их с лотка осуществляется сточной водой, подаваемой по трубе диаметром 25 мм, подключенной к напорной к напорному трубопроводу станции. Управление подачей воды к дробилке производится вентилем вручную.
В целях уменьшения износа валов основных насосов предусмотрено гидравлическое уплотнение сальников водопроводной водой под давлением, немного превышением добавления, развиваемое насосами. Для обеспечения санитарного разрыва струи водопроводной воды, подаваемой в сальники насосов, установлен бак и два вихревых насоса (один из них резервный).
Устанавливаются вихревые насосы марки 1В-0,9м со следующими характеристиками:
производительность 1 насоса от 1,0 до 3,5 м3/ч;
напор 12,5-35м;
число оборотов –1450 об./мин;
марка электродвигателя АОЛ2-22-4;
мощность электродвигателя 1,5кВт.
Работа фекальных насосов сблокирована с работой насосов для уплотнения сальников. Для удаления воды от мытья полов и аварийных промывов предусмотрен сборный лоток и приямок.
Откачка воды из приямка осуществляется основными насосами по трубе диаметром 25 мм, присоединенной к всасывающим патрубкам насосов.
5.4. Другие сведения по канализационной насосной станции.
Внутренний водопровод и канализация.
Вода для хозяйственно-питьевых и производственных нужд подается по одному вводу, диаметром 50 мм, и подводится к санитарным приборам, поливным кранам и баку разрыва струи.
Сток от санитарных приборов сбрасывается в резервуар насосной станции.
Подъемно-транспортное оборудование
Для монтажа и ремонта оборудования в грабельном и машинном помещениях предусмотрены ручные передвижные червячные тали грузоподъемностью 1 тонну.
Вентиляция
Основными санитарно-гигиеническими вредностями являются:
в грабельном отделении – газовые выделения;
в машинном отделении – тепловыделение от работающих электродвигателей.
В грабельном отделении для борьбы с вредностями предусматривается приточная вентиляция с подогревом воздуха и вытяжная вентиляция с отсосами от канала решеток и от дробилки. Подача приточного воздуха осуществляется: в рабочую зону помещения решеток в размере 1/3 общего количества и 2/3 в рабочую зону помещения на отметке 0,00.
В машинном зале воздухообъем определен из условий ассимиляции тепловыделений в летний период. Приточный воздух подается в рабочую зону машинного зала, удаление воздуха естественное, через дефлекторы.
5.5. Расчет совместной работы насосов и водоводов.
Характеристика насоса СД800/32б представлена на рис. 2. характеристики H-Q и H-2Q исправляются на величину потерь во всасывающем трубопроводе:
hвс= Sв* Q2н,
где Sв – сопротивление на всасывающей линии
Sв ===0,0000012
Расчет величин потерь проводится в таблице №10. Полученные значения hвс вычитаются из ординат кривых H-Q и H-2Q и получаем исправленные характеристики насоса с учетом потерь.
Напорная характеристика водоводов hвод -Q и hвод -2Q строится по формуле:
hвод= Hг + hн,
где Hг – геодезическая высота подъема Hг=12,48 м
hн – потери напора в нагнетательной линии,
hн =Sн * Q2вод
Sн = ==0,0000079
Расчет для построения напорной характеристики водовода ведется в таблице №11
Таблица №10
|
Qн , м3/ч |
2Qн , м3/ч |
Qн2 , м3/ч |
Sв |
hвс , м |
|
100 |
200 |
10000 |
0,0000012 |
0,012 |
|
200 |
400 |
40000 |
0,0000012 |
0,048 |
|
300 |
600 |
90000 |
0,0000012 |
0,108 |
|
400 |
800 |
160000 |
0,0000012 |
0,192 |
|
500 |
1000 |
250000 |
0,0000012 |
0,3 |
|
600 |
1200 |
360000 |
0,0000012 |
0,432 |
|
641,5 |
1283 |
411522,3 |
0,0000012 |
0,494 |
|
700 |
1400 |
490000 |
0,0000012 |
0,507 |
|
800 |
1600 |
640000 |
0,0000012 |
0,588 |
|
1000 |
2000 |
106 |
0,0000012 |
1,2 |
Таблица №11
|
Qвод , м3/ч |
2Qвод, м3/ч |
Q 2вод , м3/ч |
Sн |
Hг |
hвод= Hг + Sн Q 2вод , м |
|
100 |
200 |
10000 |
0,0000079 |
12,48 |
12,56 |
|
200 |
400 |
40000 |
0,0000079 |
12,48 |
12,8 |
|
300 |
600 |
90000 |
0,0000079 |
12,48 |
13,19 |
|
400 |
800 |
160000 |
0,0000079 |
12,48 |
13,74 |
|
500 |
1000 |
250000 |
0,0000079 |
12,48 |
14,46 |
|
600 |
1200 |
360000 |
0,0000079 |
12,48 |
15,32 |
|
641,5 |
1283 |
411522,3 |
0,0000079 |
12,48 |
15,73 |
|
700 |
1400 |
490000 |
0,0000079 |
12,48 |
16,35 |
|
800 |
1600 |
640000 |
0,0000079 |
12,48 |
17,54 |
|
1000 |
2000 |
106 |
0,0000079 |
12,48 |
20,38 |
По результатам таблицы №11 строим напорные характеристики водоводов hвод-Q и hвод-2Q (рис.2)
С характеристик на рис.2 снимаем значения расходов насосов.
При работе одного насоса на два трубопровода Q1н2в=895 м3/сек =4,4%.
При работе двух насосов на два трубопровода Q2н2в =1380м3/сек=6,3%
Определение объема приемного резервуара.
Приемный резервуар находим для сглаживания неравномерности поступления сточных вод. Объем приемного резервуара определяется графиком поступления сточных вод в него и графиком работы насосов. Расчет ведем в таблице №12.
Режим работы насосов выбирается так, чтобы объем приемного резервуара был наименьшим.
Минимальный объем приемного резервуара должен составлять не менее 5-ти минутной работы одного насоса, то есть:
Wmin= ==0,37% от Qсут= 20528,6 м3/сут, что составляет 75 м3
Wрез= ==78м3
Приемный резервуар находится в подземной части главной канализационной насосной станции, имеющей размер D=10,5м
Площадь приемного резервуара равна:
Fрез
=
=
=43,3
м2
Принимаем высоту резервуара h =1,8 м, тогда объем резервуара равен:
W = Fрезh = 43,3*1,8 = 78м3
Дно приемного резервуара имеет уклон i= 0,1 к иловому приямку, в котором расположены всасывающие воронки насосов.
Таблица №12 Приток. откачка и наличие воды в резервуаре.
Часы суток |
Часовой приток, % |
Часовая откачка, % |
поступление в % |
Остаток % |
Число и время работы насосов |
|
|
в резервуар |
из резервуара |
|||||
|
0-1 |
1,98 |
2,05 |
- |
0,07 |
0,28 |
1н 28мин |
|
1-2 |
1,98 |
2,05 |
- |
0,07 |
0,21 |
1н 28мин |
|
2-3 |
1,98 |
2,05 |
- |
0,07 |
0,14 |
1н 28мин |
|
3-4 |
1,98 |
2,05 |
- |
0,07 |
0,07 |
1н 28мин |
|
4-5 |
1,98 |
2,05 |
- |
0,07 |
0 |
1н 28мин |
|
5-6 |
3,75 |
3,75 |
0 |
0 |
0 |
1н 51мин |
|
6-7 |
4,86 |
4,72 |
0,14 |
- |
0,14 |
2н 45мин |
|
7-8 |
5,49 |
5,36 |
0,13 |
- |
0,27 |
2н 51мин |
|
8-9 |
5,85 |
5,78 |
0,07 |
- |
0,34 |
2н 55мин |
|
9-10 |
6,09 |
6,3 |
- |
0,21 |
0,13 |
2н 1 час |
|
10-11 |
6,03 |
5,88 |
0,15 |
- |
0,28 |
2н 56мин |
|
11-12 |
5,2 |
5,25 |
- |
0,05 |
0,23 |
2н 50мин |
|
12-13 |
4,63 |
4,48 |
0,15 |
- |
0,38 |
2н 43мин |
|
13-14 |
5,64 |
5,82 |
- |
0,18 |
0,2 |
2н 55мин |
|
14-15 |
5,8 |
5,78 |
0,02 |
- |
0,22 |
2н 55мин |
|
15-16 |
5,6 |
5,78 |
- |
0,18 |
0,04 |
2н 55мин |
|
16-17 |
5,34 |
5,25 |
0,09 |
- |
0,13 |
2н 50мин |
|
17-18 |
5,32 |
5,25 |
0,07 |
- |
0,2 |
2н 50мин |
|
18-19 |
4,64 |
4,74 |
- |
0,1 |
0,1 |
1н 45мин |
|
19-20 |
4,44 |
4,4 |
0,04 |
- |
0,14 |
1н 1 час |
|
20-21 |
4,07 |
4,03 |
0,04 |
- |
0,18 |
1н 55мин |
|
22-23 |
2,32 |
2,2 |
0,12 |
- |
0,34 |
1н 30мин |
|
23-24 |
2,06 |
2,05 |
0,01 |
0 |
0,35 |
1н 28мин |
| |
100 |
100 |
||||
6. Расчет необходимой степени очистки сточных вод.
Сточные воды, поступающие в водоем должны иметь определенное качество, обеспечивающее санитарную безоопасность и защиту водоема от вредных воздействий сточных вод.
Для расчета необходимой степени очистки сточных вод определяют концентрацию загрязнений по ряду показателей :
взвешенным веществам
БПК
содержанию азота, фосфора, по нефтепродуктам.
В данном проекте расчеты будем проводить по двум показатклям: взвешенным веществам и БПК.
Концентрацию загрязнений бытовых сточных вод определяют по формуле: Сб = ,
где a – количество загрязнений бытовых сточных вод на одного
жителя (табл. 25, /1/ )
q – норма водоотведения на одного человека, л/сут.
Концентрации загрязнений бытовых и производственных сточных сточных вод приведены в таблицах 13 и 14.
Таблица 13. Концентрация загрязнения бытовых сточных вод.
№№ п/п |
Показатель |
Количество загрязнений а, г/чел сут |
Концентрация загрязнений Сб, мг/л |
|
|
1-ый район q = 280л/сут чел |
2-ой район q = 320 л/сут чел |
|||
|
1 |
Взвешенные вещества |
65 |
232,1 |
203,1 |
|
2 |
БПК |
75 |
267,8 |
234,4 |
Таблица 14. Концентрация загрязнения производственных сточных вод.
Показатели |
Предприятия |
|||
|
Машино-строительный завод |
Предприятие пищевой промышленности |
Баня |
Прачечная |
|
|
Взвешенные вещества |
120 |
500 |
450 |
400 |
|
БПК |
150 |
250 |
300 |
350 |
На очистные сооружения вода поступает в виде смеси бытовых и производственных сточных вод. Значения концентрации загрязнения смеси сточных вод по БПК и взвешенным веществам представлены в таблице 11.
Концентрация смеси определяется по формуле:
Ссм = |
Сб (Qб+Qшк+Qпол+Qбол+Qд/с)+СпрQпр +СбанQбан+СмашQмаш+Спищ Qпищ ______________________________________________________________________ |